Trong suốt thời gian vừa qua tiến hành thử nghiệm, dùng thử và thực tế khai thác đa vào sử dụng hơn 100 hệ thống tín hiệu cảnh báo tự động tại các đờng ngang cấp 3 chủ yếu trên tuyến đờng sắt Thống Nhất, mẫu thiết kế đờng ngang cảnh báo tự động dùng PLC đã khắc phục đợc nhiều tồn tại, có nhiều u điểm hơn:
- Chơng trình điều khiển đợc lập hoàn thiện hơn, có dự trữ nóng và hoạt động tin cậy hơn, tuy vậy hệ thống đạt độ ổn định cha cao(10 – 2);
- Công nghệ chế tạo đợc bộ cảm biến phát hiện tàu bền chắc, hoạt động chính xác hơn, có độ tin cậy 10 –4 ;
- Có bổ sung thiết kế thêm các bộ chống sét, dây tiếp đất cho một số thiết bị;
- Có hoàn thiện kết cấu mạch đèn LED; mạch nguồn điện... .
- Dùng PLC điều khiển làm cho hệ thống tín hiệu hoạt động linh hoạt hơn so với mẫu thiết kế dùng rơ le điều khiển:
- Xác định đợc hớng tàu chạy đến đờng ngang;
- Đo đợc tốc độ tức thời (giá trị trung bình chạy trên đoạn đờng ngắn) để điều chỉnh thời gian đóng đờng ngang (bằng phơng pháp làm trễ thời gian báo tàu đến đờng ngang, tránh đóng đờng ngang quá lâu khi tàu chạy chậm hơn tốc độ quy định trong công lệnh tốc độ);
- Đếm đợc số trục bánh tàu (toa xe, đầu máy) đã vào phân khu tới gần để xác định phân khu đã thanh thoát hay vẫn còn bị chiếm dụng nhằm tự động đa hệ thống thiết bị về trạng thái bình thờng.
- Việc đếm trục bánh tàu là vấn đề khá phức tạp, khi bộ cảm biến hoạt động kém ổn định nh không đếm đợc khi tàu hẫng bánh hoặc hoạt động đếm khi có vật bằng sắt (không phải là trục bánh tàu ) lớt ngang qua cảm biến sẽ dẫn đến đếm sai số trục làm cho hệ điều khiển gặp trở ngại, khó khăn cho việc khôi phục thiết bị về trạng thái bình thờng.
- Ngoài ra dùng tín hiệu cảnh báo tự động còn làm giảm đợc phụ tải đờng ngang (thời gian tàu chiếm dụng đờng ngang,cấm giao thông đờng bộ) tăng năng lực thông qua của đờng ngang, tránh ùn tắc giao thông đờng bộ (theo quy định của Điều lệ đờng ngang hiện hành thì phải đóng chắn hoàn toàn trớc khi tàu tới đ- ờng ngang, 40s đối với tín hiệu cảnh báo tự động và 50s đối với cần chắn tự động)
- Tuy nhiên bên cạnh những u điểm của hệ thống cảnh báo tự động dùng PLC vẫn còn tồn tại những nhợc điểm cần khắc phục:
- Độ tin cậy của các sensor do Việt Nam sản xuất cha đạt đợc tiêu chuẩn của quốc tế (khối OSZD yêu cầu độ tin cậy của sensor là 10 –9)
- Cha lắp đặt đợc tín hiệu ngăn đờng để thông báo trở ngại trên đ- ờng ngang cho lái tàu vì nhiều nguyên nhân;
- Cha xác định đợc độ tin cậy của chơng trình phần mềm lập trình cho bộ đếm trục;
- Cha có thiết bị kiểm chớng tại đờng ngang (thiết bị kiểm tra ch- ớng ngại vật trên đờng ngang) nhằm thông báo cho lái tàu về trở ngại trên đờng ngang.
- Cha thể tự động giám sát từ xa cho tất cả các loại hình thiết bị dùng cảnh báo tự động;
- Đã sử dụng rất nhiều loại cảm biến phát hiện tàu nh mạch điện đờng ray, phô tô sensor, các loại sensor điện, từ, điện từ, địa chấn... nhng cha chọn đợc loại nào có tính ổn định cao;
- Trở ngại chính của hệ thống CBTĐ hiện nay là do sensor gây ra. Những sensor công nghiệp nhập từ nớc ngoài thì không phù hợp với điều kiện nhiệt đới của ĐSVN, các loại thiết bị sản xuất trong nớc do công nghệ chế tạo kém, cha đủ thiết bị đo kiểm để có các tham số kĩ thuật, chỉ tiêu kĩ thuật chính xác. Ví dụ: chế tạo ra bộ cảm biến nhng cha biết dùng để đo đợc tốc độ của tàu trong phạm vi từ bao nhiêu km/h đến bao nhiêu km/h; Phần mềm lập nên có thể điều chỉnh đợc thời gian đóng đờng ngang đợc từ bao nhiêu giây đến bao nhiêu phút;
- Cha đo đợc cờng độ ánh sáng của đèn LED là bao nhiêu, độ lệch trục của chùm sáng qua thấu kính là bao nhiêu, tầm nhìn do các đèn LED tạo ra, chùm sáng của đèn đợc khuyếch đại đến mức nào;
- Cha có tiêu chí đánh giá chất lợng của từng thiết bị, từng hệ thống thiết bị do ta sản xuất so với tiêu chuẩn thế giới;
- Cha thống nhất đợc quan điểm dùng đờng ngang cảnh báo tự động cho tất cả các đờng ngang mà mới chỉ dùng cho đờng ngang cấp 3, nơi mật độ tàu xe qua lại đờng ngang thấp;
- Cha thống nhất đợc mẫu định hình cho hệ thống thiết bị tín hiệu đờng ngang (nhiều kiểu loại khác nhau);
- Dân trí thấp nên đờng ngang cảnh báo tự động sáng đỏ nhng vẫn cứ lao bừa vào đờng ngang dẫn đến các tai nạn thơng tâm.
- Mẫu thiết kế cha giải quyết hết các tình huống xẩy ra đối với hệ đếm trục cho các loại đờng ngang: trong ga, gần ga và đờng ngang gần nhau thành cụm;
Hớng cải tạo hệ thống :
- Nghiên cứu chế tạo ra các loại sensor có độ ổn định cao, đạt đợc tiêu chuẩn quốc tế của khối OSZD (10-9);
- Cần nghiên cứu thử nghiệm các loại hình cảnh báo tự động mới nh sử dụng máy tính nhúng của công ty CADPRO nhng cần phải có thời gian thử nghiệm;
- Cho dùng thử các loại đèn LED màu phát xạ cao có độ sáng cao hơn các đèn báo hiệu hiện dùng;
- Nghiên cứu các giải pháp để đa đợc tín hiệu cảnh báo tự động vào tất cả đờng ngang các cấp tuy nhiên vẫn phải bảo đảm yếu tố an toàn. Tổ chức theo dõi kĩ hoạt động của các máy tín nhúng, các cảm biến, các bộ vi xử lý, các phần mềm đã có, phân tích thống kê, phân loại trở ngại để tìm giải pháp hữu hiệu loại trừ và hoàn thiện hệ thống đã có;
- Lựa chọn mẫu CBTĐ dùng vi xử lý điều khiển để điều chỉnh thời gian đóng đờng ngang và giám sát từ xa đợc các hệ CBTĐ trong khu gian. (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
- Hoàn thiện bộ gá lắp cảm biến vào ray sao cho cảm biến không bị xê dịch, long ốc vít.
Trớc mắt khi cha chế tạo đợc cảm biến tốt hơn đờng sắt Việt Nam đã và đang thử nghiệm dùng cảm biến địa chấn thay thế cho cảm biến điện từ. Vừa qua đã thay đợc ở 100 đờng ngang. Cảm biến địa chấn là phần tử thụ động không cần nguồn nuôi, đợc chôn sâu d- ới nền đờng hơn 70 cm nên ít bị các tác động cơ học làm hỏng.
Tuy nhiên phải lập trình phần mềm cho PLC sao cho phù hợp với cảm biến địa chấn. Không thể dùng nh phần lập trình đã làm cho cảm biến từ.
Chơng IV
Các giải pháp hoàn thiện hệ thống đờng ngang cảnh báo tự động
Hiện nay hệ thống đờng ngang cảnh báo tự động trên đờng sắt Việt Nam còn nhiều nhợc điểm cần khắc phục. ở đây tôi xin đa ra một số giải pháp để khắc hoàn thiện hệ thống:
Nghiên cứu lập trình phần mềm điều khiển sao cho khi 1 trong 2 cảm biến phát hiện ở đầu vào (theo hớng tàu chạy) không hoạt động thì hệ thống không trở về trạng thái đèn vàng nhấp nháy (báo trở ngại) mà vẫn đảm bảo khi đoàn tàu đến gần đờng ngang, chiếm dụng phân khu tới gần, thiết bị tín hiệu tự động đóng đờng ngang phía đờng bộ: chuông reo, đèn đỏ báo hiệu trên đờng bộ bật sáng, đa đờng ngang về trạng thái cấm đờng bộ.Khi đuôi tàu qua khỏi đờng ngang, các tín hiệu phía đờng bộ, mở đờng ngang đối với ngời và phơng tiện giao thông đờng bộ. Tiến tới bỏ tín hiệu đèn vàng trên cột tín hiệu đờng bộ;
Đối với đờng ngang đơn (đờng ngang ở giữa khu gian có khu đoạn tới gần ngắn hơn khoảng cách từ đờng ngang đến cột hiệu vào ga) thì chỉ bố trí 4 bộ cảm biến phát hiện tàu: mỗi điểm báo tàu đến (theo hớng tàu chạy) 1 cảm biến; và 2 cảm biến ở 2 bên đờng ngang để mở đờng ngang sau khi đuôi tàu qua khỏi đờng ngang.Làm nh vậy vừa đơn giản hoá thiết bị, vừa rẻ tiền xây dựng vì ít cảm biến hơn, vừa
dễ quản lý, ít sáng đèn vàng nhấp nháy trên cột đèn báo hiệu đờng bộ hơn. Thực chất để đơn giản hoá yêu cầu trong hoạt động của hệ thống.
- Đa ra các tiêu chí đánh giá chất lợng tiêu chuẩn để đánh giá độ tín cậy của từng thiết bị, hệ thống sản xuất trong nớc để đạt đợc các tiêu chuẩn quốc tế;
- Nghiên cứu để có thể đặt tín hiệu ngăn đờng dùng cho cảnh báo tự động để có thể thông báo kịp thời cho tài xế;
- Nghiên cứu để đa vào sử dụng hệ thống tự động giám sát từ xa cho tất cả các loại hình thiết bị cảnh báo tự động;
- Khắc phục những tồn tại của hệ cảnh báo tự động bằng cách xây dựng và thử nghiệm thiết bị giám sát hoạt động của hệ thống từ trung tâm quy định để nhanh chóng phát hiện trở ngại, giải quyết kịp thời;
- Hoàn thiện các thiết bị xác báo đoàn tàu để đạt độ tin cậy cao. Khi không tự sản xuất trong nớc đợc thì mua của nớc ngoài các bộ cảm biến có chất lợng quốc tế;
- Phải nghiên cứu thử nghiệm hệ thống phát hiện chớng ngại tại đ- ờng ngang để có thể phát triển sử dụng cần chắn tự động;
- Quy định chính thức các tiêu chuẩn của hệ thống tín hiệu đờng ngang tự động,cách duy tu sửa chữa giải quyết trở ngại nhanh;
- Hoàn thiện các định hình về đờng ngang có tín hiệu tự động;
- Cho tiếp tục thử nghiệm một số các loại cảm biến khác chế tạo cải biên từ sản phẩm của nớc ngoài nh super sonic của Bộ CA đang dùng; sử dụng các bộ phận vi xử lý đơn giản; cho dùng các đèn LED màu phát xạ cao có độ sáng cao hơn các đèn báo hiệu hiện dùng;
của đờng ngang, là giải pháp hữu hiệu, cần đợc xem xét và cho phép thực hiện, là biện pháp chống ùn tắc giao thông;
- Cần quy định tốc độ chạy tàu tối thiểu trên khu gian để tránh trờng hợp tàu chạy quá chậm làm cho hệ thống cảnh báo tự động hoạt động nhầm;
- Cần xây dựng cầu vợt hoặc cầu chui tại những đờng ngang có mật độ giao thông lớn.
Bên cạnh các giải pháp về vấn đề kỹ thuật còn các giải pháp về kinh tế, xã hội để có thể giải quyết hoàn thiện vấn đề:
- Cần tuyên truyền vận động quần chúng nhân dân tham gia bảo đảm trật tự an toàn giao thông đờng sắt. In các panô, áp phích quảng cáo để tuyên truyền đặc biệt tại các xã phờng và các hộ dân dọc ven đờng sắt. Kết hợp gia công tác tuyên truyền trên các thông tin đại chúng với việc trực tiếp cùng các địa phơng tổ chức các cuộc thi tìm hiểu luật lệ giao thông toàn quốc;
- Phối hợp với lực lợng công an các địa phơng và các công ty quản lý đờng sắt trên toàn quốc để vận động và yêu cầu các hộ dân vị phạm hành lang an toàn giao thông đờng sắt dỡ bỏ các công trình vi phạm;
- Đóng các cọc mốc chỉ giới của đờng sắt và giao cho các địa ph- ơng quản lý. Tạo các hành lang pháp lý bảo vệ đờng sắt tại khu vực đờng ngang;
- Phải phối hợp chặt chẽ giữa các đơn vị quản lý đờng bộ và đơn vị quản lý đờng sắt để cắm đầy đủ các biển báo, hàng rào, cọc tiêu, các vạch chỉ đờng theo quy định luật lệ hiện hành nhằm tăng cờng phòng vệ tốt đờng ngang về phía đờng sắt.
Tuy nhiên trong tơng lai ngành đờng sắt sẽ phát triển hơn nữa, tốc độ chạy tàu ngày một cao. Nên nghiên cứu thử nghiệm các công nghệ tiên
tiến của thế giới ví dụ hệ thống tín hiệu đầu máy kiểu liên tục áp dụng công nghệ thông tin di động và thông tin định vị toàn cầu GPS có sự móc nối với thiết bị đờng ngang sẽ loại trừ hệ thống tín hiệu ngăn đờng trên mặt đất ở những khu gian đặc biệt có mật độ đờng ngang lớn vi phạm quy định về khoảng cách tối thiểu giữa các đờng ngang. Việc áp dụng công nghệ tiên tiến này sẽ cho phép nâng cao tốc độ trên các khu gian ở khu vực đông dân c có mật độ đờng ngang lớn, rút ngắn thời gian chờ đợi trên các đờng ngang do các đờng ngang hoạt động tơng đối độc lập với nhau. Giảm bớt số lợng đờng ngang bằng cách làm cầu vợt tại các giao cắt đồng mức giữa đờng sắt và đờng bộ đa lại những lợi ích kinh tế và phù hợp với hoàn cảnh kinh tế đất nớc.